Először is írjunk le egy ozmotikus nyomás kísérletet: egy féligáteresztő membrán segítségével válasszunk szét két különböző koncentrációjú sóoldatot. Az alacsony koncentrációjú sóoldat vízmolekulái átjutnak a féligáteresztő membránon a nagy koncentrációjú sóoldatba, és a nagy koncentrációjú sóoldat vízmolekulái is átjutnak a féligáteresztő membránon az alacsony koncentrációjú sóoldatba, de a számuk kisebb, így a folyadékszint a nagy koncentrációjú sóoldat oldalán megemelkedik. Amikor a folyadékszintek közötti magasságkülönbség mindkét oldalon elegendő nyomást hoz létre ahhoz, hogy megakadályozza a víz újbóli áramlását, az ozmózis megszűnik. Ekkor a két oldali folyadékszintek közötti magasságkülönbség által létrehozott nyomás az ozmotikus nyomás. Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a sókoncentráció, annál nagyobb az ozmotikus nyomás.
A mikroorganizmusok helyzete sós vizes oldatokban hasonló az ozmotikus nyomás kísérletéhez. A mikroorganizmusok egységszerkezete sejt, és a sejtfal egy féligáteresztő membránnak felel meg. Amikor a kloridion-koncentráció kisebb vagy egyenlő 2000 mg/l-lel, a sejtfal által elviselhető ozmotikus nyomás 0,5-1,0 atmoszféra. Még ha a sejtfal és a citoplazmatikus membrán rendelkezik is bizonyos szilárdsággal és rugalmassággal, a sejtfal által elviselhető ozmotikus nyomás nem haladja meg az 5-6 atmoszférát. Azonban, ha a kloridion-koncentráció a vizes oldatban meghaladja az 5000 mg/l-t, az ozmotikus nyomás körülbelül 10-30 atmoszférára emelkedik. Ilyen magas ozmotikus nyomás alatt a mikroorganizmusban lévő nagy mennyiségű vízmolekula behatol az extrakorporális oldatba, sejtek kiszáradását és plazmolízisét okozva, súlyos esetekben pedig a mikroorganizmus elpusztul. A mindennapi életben az emberek sót (nátrium-kloridot) használnak zöldségek és halak savanyítására, élelmiszerek sterilizálására és tartósítására, ami ennek az elvnek az alkalmazása.
A mérnöki tapasztalati adatok azt mutatják, hogy ha a szennyvíz kloridion-koncentrációja meghaladja a 2000 mg/l-t, a mikroorganizmusok aktivitása gátolt, és a KOI-eltávolítási sebesség jelentősen csökken; ha a szennyvíz kloridion-koncentrációja meghaladja a 8000 mg/l-t, az iszap térfogatának növekedéséhez vezet, nagy mennyiségű hab jelenik meg a víz felszínén, és a mikroorganizmusok egymás után elpusztulnak.
Hosszú távú háziasítás után azonban a mikroorganizmusok fokozatosan alkalmazkodnak a nagy koncentrációjú sós vízben való növekedéshez és szaporodáshoz. Jelenleg egyesek olyan mikroorganizmusokat háziasítottak, amelyek képesek alkalmazkodni a 10000 mg/l feletti kloridion- vagy szulfátkoncentrációhoz. Az ozmotikus nyomás elve azonban azt mondja, hogy a nagy koncentrációjú sós vízben való növekedéshez és szaporodáshoz alkalmazkodott mikroorganizmusok sejtfolyadékának sókoncentrációja nagyon magas. Amint a szennyvíz sókoncentrációja alacsony vagy nagyon alacsony, a szennyvízben lévő nagyszámú vízmolekula behatol a mikroorganizmusokba, ami a mikrobiális sejtek duzzadását, súlyos esetekben pedig felrepedését és elpusztulását okozza. Ezért a régóta háziasított, a nagy koncentrációjú sós vízben való növekedéshez és szaporodáshoz fokozatosan alkalmazkodó mikroorganizmusoknak megkövetelik, hogy a biokémiai beáramló víz sókoncentrációja mindig meglehetősen magas szinten legyen, és ne ingadozzon, különben a mikroorganizmusok nagy számban elpusztulnak.
Közzététel ideje: 2025. február 28.